106-409 Farmacotecnia – Pesquisa
Método por titulação ácido-base para
o controle analítico da matéria-prima
pantoprazol sódico sesquiidratado
Acid-base titration method for pantoprazole sodium sesquihydrate
raw material analytical control
Flávia Dias Marques1 , Cristina Duarte Vianna Soares2 , Gustavo Portela Lages3 & Ligia Maria Moreira de Campos2
RESUMO – Um método por titulação ácido-base, com detecções visual (indicador azul de bromofenol) e
potenciométrica, foi desenvolvido para quantificar pantoprazol sódico sesquiidratado (PSS) em matériasprimas, utilizando etanol 96% V/V como solvente. A precisão do método foi satisfatória para as duas
formas de detecção, com base nas avaliações intra-ensaio e inter-ensaios. Comparação estatística foi realizada por meio da análise de variância (ANO VA) demonstrando que ambos podem ser empregados,
indistintamente. Portanto, a for ma mais simples, com base na detecção visual, pode ser utilizada no
controle de qualidade da matéria-prima, pela facilidade de execução, baixo custo operacional e resultados confiáveis.
PALAVRAS-CHAVE – Titulação ácido-base, pantoprazol sódico sesquiidratado, controle de qualidade.
SUMMARY – An acid-base titration method using visual (bromophenol blue as indicator) and potentiometric detection modes was developed to quantify pantoprazole sodium sesquihydrate (PSS) in raw materials using 96% ethanol V/V as solvent. The method precision was satisfactory for both detection modes,
regarding intra and inter-assay evaluations. Statistical comparison was performed using variance analysis
(ANO VA) showing no statistically significant differ ence between them. Ther efor e, the simplest visual
detection mode method can be used for raw material quality control as its performance showed feasibility, low operational cost and r eliable results.
KEYWORDS – Acid-basic titration, pantoprazole sodium sesquihydrate, quality control.
INTRODUÇÃO
O
pantoprazol (PL), como o omeprazol e o lansoprazol (Fig. 1), é um derivado benzimidazol substituído que possui atividade antiúlcera (Korolkovas, 2002/
2003). Quimicamente denominado 5-(difluor-metoxi)2-[[(3,4-dimetoxi-2-piridinil)metil]sulfinil]-1H-benzimidazol, apresenta o grupo difluormetoxi ligado ao benzeno do biciclo, fórmula molecular C16H15F2N 3O 4S e
massa molecular 383,38g/mol (O’Neil et al., 2001). Esses fármacos são denominados inibidores da bomba de
prótons (PPI), ou seja, da enzima H+/K +-ATPase, pois
seu mecanismo de ação ocorre por inibição específica
da bomba de prótons por meio de ligação covalente,
irreversível, às cisteínas expostas na superfície luminal de células parietais (Beil et al., 1992) ou, por
influência de meio levemente ácido (Terauchi et al. ,
1997). Em pH ácido (< 3,0) o PL sofre conversão numa
sulfenamida cíclica catiônica, que não ultrapassa facilmente a membrana apical das células parietais (Simon
et al., 1990), mas liga-se às cisteínas 813 e/ou 822 da
membrana da H+/K+-ATPase, inibindo-a (Katz, 2000).
O pantoprazol, comercializado na forma de panto-
1
Fig. 1 - Estruturas químicas do pantoprazol (a, 383,38 g/mol), omeprazol (b, 354,42 g/
mol) e lansoprazol (c, 369,37 g/mol).
Recebido em 23/7/2007
Farmacêutica, Mestre em Ciências Farmacêuticas/UFMG; 2 Docentes do Departamento de Produtos Farmacêuticos
3
da Faculdade de Farmácia/UFMG; Farmacêutico Industrial pela Faculdade de Farmácia/UFMG
Rev. Bras. Farm., 89(1): 35-38, 2008
35
prazol sódico sesquiidratado (PSS), não dispõe de
monografia oficial em nenhuma farmacopéia. Embora
existam na literatura vários métodos descritos para a
determinação quantitativa do pantoprazol na matériaprima e em produto acabado, como a espectrofotometria derivada (Moustafa, 2000; Wahbi et al., 2002; Salama et al., 2003; Karljikovic-Rajic et al, 2003), a cromatografia líquida de alta eficiência (Terauchi et al.,
1997; Mansour & Sorour, 2001; Dentinger et al., 2002;
Erk, 2003; Marques et al., 2007), a eletroforese capilar
(Eberle et al, 1997) ou a voltametria (Radi, 2003), esses métodos, no entanto, requerem instrumentação de
custo considerável e não são usuais para a análise de
matérias-primas, geralmente avaliada por titulação.
Este trabalho teve como objetivo desenvolver, como
alternativa aos métodos instrumentais sofisticados, um
método simples, rápido e de baixo custo para a quantificação do pantoprazol matéria-prima em análises de
rotina por laboratórios farmacêuticos. O método foi desenvolvido com base nas titulações de neutralização
descritas na Farmacopéia Européia (European, 2003)
para a determinação do omeprazol e de seu sal sódico.
Para o omeprazol utiliza-se, como solvente, a mistura
água: etanol 10:40 (V/V) e, como titulante, solução de
hidróxido de sódio 0,1M. Para o omeprazol sódico emprega-se água destilada como solvente e ácido clorídrico 0,1M como titulante. Nos dois casos o ponto final da
titulação é determinado potenciometricamente. Essas
condições foram adaptadas para permitir a determinação do pantoprazol na forma de seu sal sódico sesquiidratado (PSS, 432,37g/mol) com indicação visual ou potenciométrica do ponto final.
MATERIAL E MÉTODOS
Quatro amostras de matérias-primas de pantoprazol sódico sesquiidratado (MP1, MP2, MP3 e MP4)
foram adquiridas de empresas brasileiras com diferentes procedências. Os solventes e reagentes utilizados,
ácido clorídrico, azul de bromofenol, reagente de Karl
Fischer (Merck, Germany), etanol 96% V/V e metanol
(Tedia, Fair field, OH, USA) foram de grau analítico.
Água ultrapura foi obtida pelo sistema Milli-Q-Plus
(Millipore, Bedford, MA, USA).
Potenciômetro E510 e eletrodo de vidro combinado
Ag/AgCl (Metrohm, Switzerland); agitador magnético
(Fanem 258, São Paulo); titulador de K arl Fischer E551
(Metrohm, Switzerland); bureta de vidro de capacidade 10mL ± 0,05 e outras vidrarias comuns de laboratório foram utilizados.
O teor de água nas matérias-primas foi previamente determinado pelo método de K arl Fischer, em equipamento específico. Nas titulações ácido-base, as matérias-primas (cerca de 350mg) foram exatamente pesadas em béquer, solubilizadas em 50mL de etanol 96%
V/V, adicionadas de uma gota de solução indicadora
azul de bromofenol (0,1%) em etanol 96% V/V e tituladas diretamente com solução volumétrica de ácido clorídrico 0,1M, por meio de bureta. O ponto final da titulação foi determinado visual e potenciometricamente.
As diferenciações matemáticas, em primeira e segunda
ordens das curvas de titulação potenciométrica foram
realizadas. A quantidade de pantoprazol sódico sesquiidratado nas diferentes matérias-primas foi determinada por meio da fórmula,
Teor (%) = [V x (43,237/M)] x 100,
36
em que V é o volume gasto de titulante (mL) e M, a
massa de matéria-prima pesada (mg). Para a determinação do teor em pantoprazol sódico (PS) foi utilizada
a fórmula,
Teor (%) = [V x (40,538/M)] x 100.
A repetitividade (intra-ensaio) e a precisão intermediária (inter-ensaios) foram avaliadas utilizando-se
5 réplicas de cada matéria-prima, em dois dias diferentes. O cálculo do desvio-padrão relativo (DPR) foi
realizado a partir do desvio-padrão absoluto (dp) utilizando-se a equação
;
dp = ( (,Yi − Y ) 2 /(n − 1)
em que Y é a média dos valores obtidos, Yi são os
valores individuais obtidos e n é o número de determinações.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O método por titulação ácido-base (com indicação
visual ou potenciométrica), desenvolvido para determinação do pantoprazol sódico sesquiidratado em matérias-primas, foi adaptado da monografia de omeprazol sódico, incluída na Farmacopéia Européia (European, 2003). O método baseia-se na reação do pantoprazol sódico com o ácido clorídrico, formando o ácido
livre (pantoprazol) e cloreto de sódio (Fig. 2).
Diferentemente do doseamento do omeprazol sódico, substituiu-se a água pelo etanol 96% V/V, uma vez
que este solvente é capaz de solubilizar tanto o pantoprazol sódico sesquiidratado (PSS) como o pantoprazol livre formado na reação.
Dentre os indicadores avaliados, vermelho de metila, verde de bromocresol e azul de bromofenol, que
apresentam viragem na faixa ácida, o azul de bromofenol foi o que demonstrou ser o mais adequado. Com
esse indicador, a mudança da cor do meio, de azul para
verde, coincidiu com o intervalo (inflexão) da curva de
titulação onde se localizou o ponto final da titulação.
Os resultados obtidos a partir das curvas de titulação ácido-base, com indicações visual ou potenciométrica, em zero, primeira e segunda ordens, estão apresentados na Tabela I e na Figura 3. Esses resultados se
referem à titulação da matéria-prima (MP1) que é representativa das demais. No ponto de inflexão da curva de titulação em zero ordem (Fig. 3a) o indicador de
cor azul passa para verde e, com excesso de titulante,
para o amarelo. Na curva em primeira ordem (Fig. 3b),
o ponto de inflexão corresponde ao ponto mínimo (negativo) e, na curva em segunda ordem (Fig. 3c), ao
ponto em que a curva toca o eixo da abscissa (X). Obtém-se com as derivadas, um refinamento de valores e,
conseqüentemente, maior confiabilidade na determinação do volume gasto na titulação. Dessa forma, os
cálculos de teor (%) foram realizados considerando, na
titulação potenciométrica, o volume correspondente ao
ponto de equivalência obtido com a curva em segunda
ordem. Os resultados para a determinação de PSS por
indicações visual e potenciométrica estão apresentados na Tabela III .
Os dados apresentados na Tabela II, relativos à titulação da matéria-prima MP1, indicam que os teores
de PSS foram próximos de 100%, independentemente
do método utilizado na determinação do ponto final da
titulação.
Os valores obtidos por indicação visual foram ligeiRev. Bras. Farm., 89(1), 2008
D
Fig. 2 - Equação química proposta para a titulação do PS por solução volumétrica de ácido clorídrico 0,1 M.
Fig. 3 - Representação gráfica das curvas em zero (a), primeira (b) e segunda (c) ordens para a titulação potenciométrica do PSS com solução volumétrica de ácido clorídrico 0,1M.
TABELA I
Resultados obtidos para a variação de pH aparente em função
do volume de HCl 0,1M durante a titulação da matéria-prima
de PSS (MP1), dissolvida em etanol 96% V/V, utilizando,
simultaneamente, eletrodo de vidro e azul de bromofenol
(0,1%) como indicador
(mL)
Coloração
do meio
ordem
(pH)
dpH
dpH/dV
Segunda ordem
Volume
Volume
médio d(dpH/dV) d2pH/d2V médio
(mL)
(mL)
0,000
11,55
1,000
10,35
-1,20
-1,20
0,500
2,000
9,95
-0,40
-0,40
1,500
0,80
0,80
1,000
3,000
9,65
-0,30
-0,30
2,500
0,10
0,10
2,000
4,000
9,40
-0,25
-0,25
3,500
0,05
0,05
3,000
5,000
9,15
-0,25
-0,25
4,500
0,00
0,00
4,000
6,000
azul
8,80
-0,35
-0,35
5,500
-0,10
-0,10
5,000
7,000
8,40
-0,40
-0,40
6,500
-0,05
-0,05
6,000
7,500
8,00
-0,40
-0,80
7,250
-0,40
-0,53
6,875
7,750
7,55
-0,45
-1,80
7,625
-1,00
-2,67
7,438
7,850
7,30
-0,25
-2,50
7,800
-0,70
-4,00
7,713
7,875
7,15
-0,15
-6,00
7,863
-3,50
-56,00
7,831
7,900
6,95
-0,20
-8,00
7,888
-2,00
-80,00
7,875
7,950
azul
6,40
-0,55
-11,00
7,925
-3,00
-80,00
7,906
7,975
verde
5,65
-0,75
-30,00
7,963
-19,00 -506,67 7,944
8,000
amarelo
5,15
-0,50
-20,00
7,988
10,00
400,00
7,975
8,500
amarelo
4,00
-1,15
-2,30
8,250
17,70
67,43
8,119
ramente superiores aos obtidos potenciometricamente.
Os baixos valores de DPR, inferiores a 0,4%, demonstraram a precisão das determinações em termos de repetitividade.
Os resultados foram avaliados estatisticamente pela
análise de variância (ANOVA) a fim de verificar possível diferença entre os métodos ( Tabela III ).
A análise estatística confirmou que a diferença inter-ensaios observada para cada método não foi significativa (Fcalc < Fcrit), para a probabilidade de 1%, satisfazendo a condição para confirmação da precisão intermediária.
A comparação entre os métodos foi, igualmente, realizada pelo emprego da análise de variância, conforme apresentado na Tabela III. Pela análise dos dados
da Tabela III, verifica-se que não houve diferença significativa entre os resultados dos métodos (F calc < Fcrit).
Rev. Bras. Farm., 89(1), 2008
Massa PSS
Réplica
Dia 1
HCl 0,1 M
Primeira ordem
Zero
Titulação ácido-basea
Indicação visual
Indicação potenciométrica
(mg)
Volume HCl 0,1M
(mL)a
Teor PSS
(%)
Volume HCl 0,1M
(mL)a
Teor PSS
(%)
1
2
350,08
350,02
8,025
7 ,975
100,82
100,21
8,016
7,963
100,71
100,06
3
4
5
349,99
350,02
350,05
7,975
7,975
7,975
100,22
100,21
100,20
7,956
7,959
7,959
99,98
100,01
100,00
Média
(%DPR)
Dia 2
Volume
TABELA II
Resultados (n = 5) obtidos para PSS a partir da titulação
ácido-base da matéria-prima (MP1), com indicações visual e
potenciométrica (segunda ordem) do ponto final
100,33 (0,27)
100,15 (0,31)
1
2
3
4
350,06
350,04
350,04
350,07
7,975
7,950
7,950
7,963
100,20
99,89
99,89
100,04
7,959
7,928
7,925
7,959
99,99
99,61
99,57
99,99
5
350,04
7,975
100,20
7,963
100,05
Média
(%DPR)
100,07 (0,17)
99,84 (0,23)
a: fator de correção do titulante = 1,0152
TABELA III
Análise estatística (ANOVA) dos resultados (n = 5) da
titulação ácido-base de PSS com indicações visual e
potenciométrica do ponto final (derivada 2ª ordem)
ANOVAa vis ual
SQ
gl
QM
Fcalc
valor-P
F crítico
0,16641
1
0,16641
3,24
0,10952
11,26
Dentro dos dias
0,4108
8
0,05135
Total
0,57721
9
SQ
gl
QM
Fcalc
valor-P
F crítico
Entre dias
0,24025
1
0,24025
3,16
0,113189
11,26
Dentro dos dias
0,60756
8
Total
0,84781
9
SQ
gl
QM
Fcalc
valor-P
F crítico
Entre dias
0,21218
1
0,21218
2,68
0,118971
8,29
Dentro dos dias
1,42502
18 0,079168
Total
1,6372
Fonte da variação
Entre dias
ANOVAa potenciometria
Fonte da variação
ANOVAa
visual e potenciometria
Fonte da variação
(p< 0,01)
(p< 0,01)
(p<0,01)
19
a: SQ, soma dos quadrados; gl, graus liberdade; QM, média dos quadrados; F, Fisher test;
P, probabilidade
37
TABELA IV
Resultados (n = 5) obtidos nas titulações com indicador visual das matériasprimas de PSS (MP1, MP2, MP3 e MP4), com teores expressos em pantoprazol
sódico (PS), a partir da porcentagem de água determinada por Karl Fischer (KF)
Amostras
Parâmetros
PSS (sesquiidratado, mg)
MP1
MP2
MP3
MP4
351,26 ± (0,91)a
350,40 ± (0,30) a
350,05 ± (0,01)a
350,41 ± (0,39)a
Água (%)
5,67
6,19
5,99
5,19
PS (anidro, mg)
331,34 ± (0,86)a
328,71 ± (0,29) a
329,08 ± (0,01)a
332,22 ± (0,37)a
Titulante (mL)
8,040 ± (0,030)a
7,955 ± (0,011) a
7,963 ± (0,012)a
7,995 ± (0,022)a
PS (anidro, mg)
330,88 ± (1,18)a
327,38 ± (0,46) a
327,69 ± (0,51)a
329,03 ± (0,86)a
PS (anidro, %)
99,86 ± (0,22)a
99,58 ± (0,10)a
99,58 ± (0,16)a
99,04 ± (0,18)a
DPR (%)
0,22
0,10
0,16
0,18
Resultados
1. Beil, W.; Staar, U.; Sewing, K. Pantoprazole: a novel
H+/K+-ATPase inhibitor with an improved pH stability. Eur. J. Pharm. 1992 (218):265-71.
2. Dentinger, P.J.; Swenson, C.F.; Anaizi, N.H. Stability
of pantoprazole in an extemporaneously compounded oral liquid. Am. J. Health-Syst. Pharm. 2002
(59):953-6.
3. Eberle, D.; Hummel, R.P.; Kuhn, R. J. Chiral resolution of pantoprazole sodium and related sulfoxides
by complex formation with bovine serum albumin
in capillary electrophoresis. Chromatogr. A. 1997
(759):185-92.
4. Erk, N. Differential pulse anodic voltammetric determination of pantoprazole in pharmaceutical dosage forms and human plasma using glassy carbon
electrode. Analytical Biochemistry. 2003 (323):4853.
5. European Pharmacopoeia. 4th.Ed. Strasbourg:
EDQM, 2003. Suppl. 4.8, p.4781.
a: dp, desvio-padrão
As demais amostras de pantoprazol sódico sesquiidratado foram analisadas em quintuplicata por titulação ácido-base com indicação visual do ponto final,
devido à simplicidade e facilidade de execução.
Como a maioria dos fornecedores de matéria-prima
considera como faixa de especificação, 98,0% a 102,0%
em relação à substância anidra, os teores (%) foram
expressos em termos de pantoprazol sódico (PS).
Os teores de água de hidratação, previamente determinados pelo método de Karl Fischer, foram considerados e deduzidos nos c álculos. Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela IV. Os valores encontrados foram próximos de 100%, situando-se entre
99,04% e 99,86%. Os valores de DPR foram inferiores a
1,0%, confirmando a precisão do método.
CONCLUSÃO
Um método preciso, simples, de baixo custo e de
fácil execução foi desenvolvido para o doseamento do
pantoprazol sódico sesquiidratado (PSS) em matériasprimas por meio de titulação ácido-base, com determinação visual ou potenciométrica do ponto final. A
análise de variância demonstrou que não houve diferença estatisticamente significativa entre eles, de modo
que podem ser empregados indistintamente.
Este método constitui uma alternativa aos métodos
instrumentais mais sofisticados, que requerem maior
investimento por laboratórios analíticos de qualidade.
AGRADECIMENTOS
À Professora Maria José de Souza Ferreira da Silva, do Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, UFMG, pela assessoria.
38
REFERÊNCIAS
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27.
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(61):507-22.
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(53):478 9.
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Pharmacol. 1990 (39):1799 806.
16. Terauchi, H.; Tanitame, A.; Tada, K.; Nakamura, K .; Seto, Y.; Nishikawa, Y. Nicotinamide derivatives as a new class of gastric H+/K+-ATPase inhibitors. 1.
synthesis and structure-activity relationships of N-substituted 2-(benzhydryland benzylsulfinyl) nicotinamides. J. Med. Chem. 1997 (40):313-21.
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in pharmaceutical formulations. J. Pharm. Biomed. Anal. 2002 (30):1133-42.
Endereço para correspondência
Profa. Ligia Maria Moreira de Campos.
Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio
Carlos, 6627, Belo Horizonte, 31270-901, MG.
Email: [email protected]
Rev. Bras. Farm., 89(1), 2008